泡沫分离技术的研究——Ⅱ.泡沫分离塔的设计放大方法

根据对泡沫分离塔鼓泡区和逆流泡沫区内气-液两相流的分析,以及对表面活性剂在气-液表面吸附传质的研究,提出了一套稳态操作条件下的泡沫分离塔的设计和放大方法,并设计了一套中试规模的恒径泡沫分离塔。     

ECT研究浅层鼓泡塔中的气含率行为

在内径0.14 m的浅层鼓泡塔内采用电容层析成像技术(ECT)研究了孔口气速和孔径大小对鼓泡塔气含率行为的影响。实验选用空气-去离子水体系,在轴向高度4.75、17.75 cm处同时测定气含率曲线,孔口气速范围为4~186 m/s。以单管为气体分布器,开孔率和孔径范围分别为0.14%~1.31%和5.3~16.0 mm。实验结果表明:气含率随气速的增大而增大;当孔径d0=10.5 mm,孔口气速大于19 m/s时,气含率曲线斜率发生变化,一定程度上表明此时的流型由鼓泡流开始向射流转变;在相同孔口气速下,气含率随孔径的增大而增大,且能谱图主频大小和谱宽也随孔径的增大而增大;得到了鼓泡过程中流型转变孔口气速uN,trans,发现uN,trans随孔径增大而减小,并对比文献认为对于空气-水体系,d0=10 mm可能是区分大小孔径的合理标准。     

以鲍尔环为内构件的鼓泡塔反应器的流体力学性能

对二甲苯氧化合成对苯二甲酸常用鼓泡塔作为气液反应器,以填料为内构件可以强化鼓泡塔反应器的气液接触状况,从而提高反应速率。以金属鲍尔环为内构件,考察鼓泡塔反应器的气液接触状况,采用高速摄像技术对气泡群进行图像分析,同时利用体积膨胀法测定气含率,研究不同型号鲍尔环作用下的气含率、气泡尺寸和粒径分布。结果表明,Φ25鲍尔环对气泡的切割效果最好,气泡的尺寸分布较为集中,主要处于3.00～6.00 mm之间,Sauter平均直径随气速增大而增大,并在高气速下趋于平缓;鼓泡塔反应器的气含率随气速增大而增大,且鲍尔环尺寸越小气含率越大。利用实验数据进行非线性回归,得到在实验气速范围内气含率与气泡Sauter平均直径、比表面积的关联式,计算值与实验结果较为吻合。     

泡沫分离技术的研究——Ⅰ.脱除废水中的表面活性剂

采用泡沫分离技术,研究了从洗涤剂工厂废水中脱除直链十二烷基苯磺酸钠(LAS)的过程。采用流动法测定了LAS-H_2O系统中LAS的临界胶束浓度和LAS-H_2O-NaCl系统的表面过剩浓度。以旋转圆盘作为消泡器,探讨了提馏操作型泡沫塔中各种操作参数(如进料浓度、气液比、逆流泡沫段高度、添加剂NaCl等)对分离效果的影响,获得了该系统的适宜操作条件、泡沫排液模型的数学表达式、传质单元高度以及消泡过程中衡量消泡效果的“冷凝因子”与圆盘转速之间的关系。结果表明:该技术具有分离因子大、耗能少、简单易行等优点,可望有效地脱除废水中的表面活性剂。     

泡沫分离技术的研究——Ⅴ.泡沫分离塔内气-液两相的流体力学

在已建立的光电毛细探头技术测定气泡尺寸分布的压力校正方法基础上,应用光电毛细探头微机在线测量方法,研究了各种操作参数,如气体流速、进料量、进料浓度、溶液中NaCl浓度、气体分布器以及布气状态等,对泡沫分离塔内气泡和泡沫气泡尺寸与分布的影响。并在此基础上,由实验结果得到了关于泡沫排液的定量模型,以及鼓泡区内气含率、空塔气速、溶液表面活性剂浓度等参数之间的定量关系。这些定量结果将进一步用于泡沫分离塔的设计计算中。     

吸附-泡沫分离法联用技术处理含十二烷基苯磺酸钠废水

利用吸附法改进泡沫分离工艺,用于处理含十二烷基苯磺酸钠的废水。结合吸附法与泡沫分离法,以CaCO_3粉末为吸附剂,对废水进行鼓泡,经此处理后废水中重铬酸盐指数降至20 mg/L以下,达到了国家排放标准。考察固-液(CaCO_3-废水)比、pH值、分离时间、吸附剂颗粒大小等因素对处理效果的影响,优化实验参数。结果表明,当固液比为1∶283、pH为8、吸附剂粒径小于50 um、处理时间为120 min时,去污效果最佳,CODcr去除率为87. 51%,SDBS去除率为78. 41%。此外,运用该法对含NPEO废水进行净化处理,其CODcr和NPEO的去除率分别为84. 25%和73. 45%。结果表明吸附-泡沫分离法联用技术对阴离子及非离子表面活性剂均具有良好的处理效果,应用前景广阔。     

氧热法电石合成淤浆鼓泡床反应器的流动特性

针对氧热法电石合成的电石吸热反应和炭燃烧放热耦合特点,本文设计并研究了适用该过程的三相淤浆鼓泡床反应器。采用空气-水-氯化聚氯乙烯（CPVC）模拟物系,实测了不同表观气速、固体颗粒进料量和静液高度下淤浆鼓泡床床层中局部平均气含率、固含率轴向分布和大、小两类气泡的分布。结果表明表观气速越大,局部平均气含率越大;固体颗粒的加入减小了床层局部平均气含率。当Ug在0.136~0.196m/s之间时,固含率轴向分布随表观气速增大趋于均匀;固体颗粒进料量越小则固含率沿轴向分布越均匀。随着表观气速的增加,小气泡含量逐渐增加,大气泡含量逐渐减小;随着静液高度的增加,大气泡含量均是先增大后减小。上述结果表明电石生成反应与燃烧供热反应原位耦合于淤浆鼓泡床中是可行的。     

环流气浮分离技术在含Cu(Ⅱ)废水处理中的应用

采用环流气浮分离技术对含Ｃｕ（Ⅱ）废水的处理进行了实验研究。环流气浮塔体积为１．５Ｌ，采用气升式内循环操作，在塔底装有经特殊表面处理的微孔气体分布器以产生微小而均匀的气泡。采用ＦｅＣｌ３为絮凝剂，十二烷基硫酸纳（ＳＤＳ）为表面活性剂。考察了气速、ｐＨ、表面活性剂、絮凝剂浓度等因素对分离效果的影响规律，讨论了泡沫夹带对分离效果的影响，确定了最优的工艺条件，并对环流气浮塔和传统鼓泡塔进行对比研究。实验结果表明，在优化情况下，经１０～１５ｍｉｎ气浮后，铜离子的去除率可达９９％以上。     

酶的反胶团提取

:研究了表面活性剂AOT的浓度及相体积比对AOT异辛烷反胶团体系提取脂肪酶的影响;随表面活性剂浓度增加提取率增大;表面活性剂浓度一定时,pH值低提取率高;提取率一定时,pH值低所需表面活性剂浓度也低.相体积比(V油V水)增大,提取率增大.初步探讨了提取机理.     

连续流泡沫分离法去除水中的Cr(Ⅵ)

采用连续式泡沫分离法处理废水中的Cr（Ⅵ），考察了pH值、阳离子表面活性剂质量浓度、气量、回流量、进水流量、液位高度等因素对Cr（Ⅵ）去除率的影响规律．分析发现最佳的操作条件是pH值为4．00、气量为0．10m^3／h、回流量15．0L／h、进水1．0L／h、表面活性剂质量浓度为300．0mg／L、液位高为105．0cm,此时去除率88．5％．实验结果表明，连续式泡沫分离技术处理水中的Cr（Ⅵ）效果比较稳定．     

连续式泡沫分离去除水中低含量锌离子的研究

采用连续式泡沫分离法对水中的锌离子的去除进行了研究,考察了pH值、表面活性剂的浓度、溶气压力、溶气水流量、进料量和硫酸铝质量浓度等因素的影响.当水中的锌离子初始质量浓度为10 mg/L,pH值为11,采用α-烯基磺酸钠(AOS)做表面活性剂且质量浓度为15 mg/L,进料60 L/h,溶气水流量为300 L/h时,去除率可达98.37%.     

氮气泡沫驱气体窜流特征实验研究

在泡沫驱提高油田采收率的过程中容易发生气体窜流现象。为了界定气窜时机和程度,提出产气率上升指数I_g;通过物理模拟实验,研究起泡剂浓度、注入方式、注入速度以及含油饱和度等参数对氮气泡沫驱气窜现象的影响。结果表明:表面活性剂可以增强液膜的强度,液膜排液作用降低了气窜现象的发生;使用泡沫发生器产生的泡沫质量优于段塞注入以及气液共注等方式,且不易发生气窜;注入速度越小,越容易发生气窜现象,但是注入速度超过一定值以后,泡沫的封堵能力趋于稳定;I_g=0.5为临界气窜点,超过临界气窜点,即发生气窜。     

聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究

为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.     

大豆蛋白质的泡沫分离研究 I.操作工艺条件

在一连续操作的泡沫精馏塔中，考察了各种操作条件对大豆蛋白质溶液泡沫分离过程的影响，包括：进料浓度、进气流量、ｐＨ值、回流比等，确定了较佳的操作条件。用流动法测定了大豆蛋白质在气液界面上的表面过剩浓度并回归了线性吸附方程。结果表明：在溶液浓度较稀时，表面过剩浓度与溶液浓度呈线性关系。     

Recovery Properties of Polysulfone Hollow Fiber Chelating Membrane Modified with Thiourea for Mercury （ Ⅱ ）

The adsorption isotherms of the polysulfone hollow fiber chelating membrane modified with thionrea as chelating groups for Hg^2＋ were determined. The effects of mobile phase conditions and the operating parameters on removal performance of the chelating membrane for Hg^2＋ were also investigated. The recovery of Hg^2＋ decreased at low pH and the optimum range of pH was from 6 to 7. The feed concentration effected on recovery of Hg^2＋ at the specified loading amount of Hg^2＋. The Hg^2＋ could be removed from different concentration feed solution by chelating membrane. The increase of feed flow rate led to slight decrease of recovery of Hg^2＋ at the specified loading amount of Hg^2＋. The chelating membrane could be operated at height feed flow rate and a large-scale removal of H^2＋ could be realized. With the increase of load amount, Hg^2＋ recovery decreased, but the saturation degree of chelating membrane increased. According to required recovery of H^2＋ and the saturation degree of chelating membrane, the optimum loading amount of Hg^2＋ should be selected in the actual removal of H^2＋.     

Recovery Properties of Polysulfone Hollow Fiber Chelating Membrane Modified with Thiourea for Mercury ( Ⅱ )

The adsorption isotherms of the polysulfone hollow fiber chelating membrane modified with thiourea as chelating groups for Hg2 were determined. The effects of mobile phase conditions and the operating parameters on removal performance of the chelating membrane for Hg2 were also investigated. The recovery of Hg2 decreased at low pH and the optimum range of pH was from 6 to 7. The feed concentration effected on recovery of Hg2 at the specified loading amount of Hg2 . The Hg2 could be removed from different concentration feed solution by chelating membrane. The increase of feed flow rate led to slight decrease of recovery of Hg2 at the specified loading amount of Hg2 . The chelating membrane could be operated at height feed flow rate and a large-scale removal of Hg2 could be realized. With the increase of load amount, Hg2 recovery decreased, but the saturation degree of chelating membrane increased. According to required recovery of Hg2 and the saturation degree of chelating membrane, the optimum loading amount of Hg2 should be selected in the actual removal of Hg2 .     

利用气溶胶浮选技术提高某铜钼矿混合浮选钼回收率

以煤油作为辉钼矿的主要捕收剂,以气溶胶形式进行加药,进行了煤油用量实验、浮选时间实验、pH值和磨矿细度影响实验,研究采用气溶胶浮选技术提高某铜钼矿钼回收率.气溶胶浮选技术可使铜钼混合浮选阶段钼回收率提高3%,且浮选时间缩短20%左右;在相同的回收率下,气溶胶浮选法使用的煤油用量可节省40%;气溶胶浮选的最佳磨矿细度为0.074mm占65%,浮选矿浆最佳pH值为9.与传统浮选工艺相比,气溶胶浮选技术具有浮选效率高、药剂用量少等特点,在低品位难选矿石浮选方面具有一定优势.     

An experimental study on size distribution and zeta potential of bulk cavitation nanobubbles

Nanobubble flotation technology is an important research topic in the field of fine mineral particle separation. The basic characteristics of nanobubbles, including their size, concentration, surface zeta potential, and stability have a significant impact on the nanobubble flotation performance. In this paper, bulk nanobubbles generated based on the principle of hydrodynamic cavitation were investigated to determine the effects of different parameters(e.g., surfactant(frother) dosage, air flow, air pressure, liquid flow rate, and solution pH value) on their size distribution and zeta potential, as measured using a nanoparticle analyzer. The results demonstrated that the nanobubble size decreased with increasing pH value,surfactant concentration, and cavitation-tube liquid flow rate but increased with increasing air pressure and increasing air flow rate. The magnitude of the negative surface charge of the nanobubbles was positively correlated with the pH value, and a certain relationship was observed between the zeta potential of the nanobubbles and their size. The structural parameters of the cavitation tube also strongly affected the characteristics of the nanobubbles. The results of this study offer certain guidance for optimizing the nanobubble flotation technology.     

泡沫在多孔介质中生成与破灭速度的影响因素分析

 通过多孔介质中泡沫驱油的渗流数学模型,编制泡沫驱数值模拟软件。该软件可以反映泡沫渗流时涉及的生成、破灭及运移机制。以埕东油田西区泡沫驱油先导实验区为原型,分析数值模拟模型各网格泡沫生成速度、自然破灭速度和遇油破灭速度分布与影响因素的统计规律。结果表明,泡沫生成速度随平均渗透率、含气饱和度、气相中泡沫摩尔分数的增大而增大,随含油饱和度的增大而减小;泡沫自然破灭速度随平均渗透率、含气饱和度、含油饱和度和气相中泡沫摩尔分数的增大而增大;泡沫遇油破灭速度随含油饱和度、气相中泡沫摩尔分数的增大而增大。